In vielen Anwendungen der Signalverarbeitung, in denen Sensorgruppen zum Einsatz kommen, wie z.B. Radar, Sonar, Telekommunikation, Sprachsignalverarbeitung und bildgebende Verfahren der Medizintechnik, sind die beobachteten Signale nicht stationär. Diese Doktorarbeit behandelt verschiedene Probleme der Sensorgruppensignalverarbeitung für schmalbandige, nicht stationäre Signale. Unter Verwendung von räumlichen Zeit-Frequenz-Verteilungen ist es möglich die nichtstationären Eigenschaften der Quellensignale auszuwerten. Dabei muss die Zeit-Frequenz-Lokalisierung entweder vorher bekannt sein oder muss geschätzt werden. Die Lokalisierung von nichtstationären Signalen, die durch Sensorgruppen geschätzt wird, wird in dieser Arbeit als Punkt-Selektion und Signatur-Schätzung bezeichnet. Ein Verfahren für die Punkt-Selektion, basierend auf einem multiplen Hypothesentest, wird vorgestellt, das zur automatischen Bestimmung der Zeit-Frequenz-Lokalisierung verwendet werden kann. Die Matrizen der räumlichen Zeit-Frequenz-Verteilungen haben eine diagonale oder nichtdiagonale Struktur. Das vorgeschlagene Verfahren wird verwendet, um blinde Quellentrennung von nicht-stationären Signalen unter Verwendung der sogenannten “joint diagonalization” und “joint off-diagonalization” aus einer Menge von Matrizen der räumlichen Zeit-Frequenz Verteilungen zu erzielen. Für die Signatur-Schätzung wird eine schnelle Implementierung der Zeit-Frequenz-Hough-Transformation vorgestellt. Diese Implementierung wird statistisch analysiert, um die erreichbare Genauigkeit des Schätzers zu bestimmen. Dieser Ansatz wird auf ein Problem der Richtungsschätzung angewandt, die auf der Mittelung von räumlichen Zeit-Frequenz-Verteilungsmatrizen basiert. Weiterhin wird das Problem der Mikro-Doppler-Signatur-Schätzung untersucht. Radarsignale weisen beispielsweise Mikro-Doppler-Effekte auf, die durch eine Vibrations- oder Rotationsbewegung des Zielobjektes entstehen können. Die eben erwähnte Methode zur Signatur-Schätzung führt allerdings zu systematischen Fehlern der Amplitude des Mikro-Doppler-Effekts. Aus diesem Grund wird ein Verfahren vorgeschlagen, das den systematischen Fehler korrigiert. Um die theoretischen Ergebnisse zu evaluieren, werden die entwickelten Methoden auf echte Daten angewandt, die bei einem Radar-Experiment erzeugt wurden. Des weiteren wird die Parameterschätzung für das Nahfeld behandelt. Wenn sich Quellen im Nahfeld einer Sensorgruppe befinden, ist es möglich eine passive Lokalisierung der Quellen zu erzielen. Dabei können Richtung und Abstand der Quellen geschätzt werden. Die Verwendung von räumlichen Zeit-Frequenz-Verteilungen für die Nahfeld-Lokalisierung wird untersucht. Außerdem wird eine Methode entwickelt, die es ermöglicht zwischen Quellen von Nah- und Fern-feld zu unterscheiden. Hierbei werden ebenfalls echte Daten von einem Radar-Experiment verwendet, um die vorgeschlagene Methode zu analysieren.